2019高考化学 解题方法 专题04 计算法学案.doc

方法04 计算法计算题的典型特征是需要通过数据处理对化学问题进行解释，而对数据处理若利用常规方法往往比较费时，占用大量宝贵的考试时间。鉴于此，掌握某些计算题的技巧就显得尤为重要。下面简要介绍几种常用的方法：（1）差量法：差量法是指利用反应前后物质的质量、气体体积、压强等的变化数值，建立起已知条件和未知问题之间的关系，然后根据这种关系进行解题的一种方法。某些试题采用差量法求解，可使解题步骤大为简化。（2）关系式法：该法是指根据化学概念、物质组成、化学方程式中有关物质数量之间的关系，建立起已知条件和未知问题之间的关系式，然后根据关系式进行计算。关系式法解题可以使运算过程在很大程度上简化。（3）极值法：该法是一种极限思维方法，这种方法是通过极端假设，在题目给定的条件范围内取最大值和最小值，然后在最大值与最小值之间找出合适的选项。由此可见，这种方法最适合解答选择性的计算题。1.1 差量法在化学反应过程中，反应前后固体的质量（或气体的体积）产生差量，差量与化学方程式的化学计量数成比例，利用这种比例快速求得反应物的量或生成物的量的方法叫差量法。此类题的解题思路为第一步：找差量写出有关反应的化学方程式，并根据题目所设问题及已知条件找出化学方程式中与之有关的差量（包括反应前后物质的质量、气体体积、压强等的变化数值等）。第二步：找关系根据已经写出的化学方程式，结合方程式中计量数，在已知条件和未知问题之间建立起关系第三步：数据计算根据找出的差量关系及已知条件和未知问题之间的关系进行解题250时，21.2 g KOH和 KHCO3的混合物在一密闭容器中充分反应，若冷却后固体的质量为19.4 g，求原混合物中各物质的质量。【试题解析】若两种物质恰好反应，其化学方程式为KOH + KHCO3K2CO3 +H2O m(固体质量差)56 g 100 g 18 gm(KOH) m(KHCO3) m=21.2 g19.4 g=1.8 g可得参加反应的m(KOH)=5.6 g，m(KHCO3)=10.0 g。因为21.2 g15.6 g (5.6 g+10 g)，说明KOH和 KHCO3有一种过量。若过量的物质为KOH，满足题意；若过量的物质为KHCO3，KHCO3继续分解，差量将大于1.8 g，不符合题意。故原混合物中m(KOH)=11.2 g，m(KHCO3)=10.0 g。【试题答案】见解析1.2 关系式法（1）解题关键：正确寻找出已知量和未知量之间的物质的量关系。（2）建立关系式的方法利用化学式找关系式，如Na2SO4与它所含的各粒子之间的比例关系为Na2SO42Na+SO424O。原子守恒法如NH3经催化氧化并用水吸收反应产物的过程：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3HNO3。得失电子守恒法上述过程中，NH3HNO3，O22。由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH32O2。第一步：找关系式根据题目信息，写出有关反应的一系列化学方程式，通过某些反应物或生成物的“传递”，找出与计算有关的两种或三种物质的关系式。第二步：列等式假设未知数，根据第一步的的关系式，应用化学方程式计算的原理，将有关数据（包括关系式中两种物质的摩尔质量或质量）列出等式关系。第三步：计算处理第二步所得的关系式，求出所示未知数。某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4（高铁酸钠）等产品，过程如下：I.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液，充分反应后过滤；II.向I所得固体中加入过量稀H2SO4，充分反应后过滤；III.向II所得固体中继续加入热的稀H2SO4，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液；IV.（1）步骤I中发生反应的化学方程式为 、 。（2）步骤II所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe3+，用离子方程式解释其可能的原因 。（3）步骤III获得CuSO4溶液的离子方程式为 。（4）步骤II所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4，流程如下：测得滤液中c(Fe2+) 为a molL-1，若要处理1 m3滤液，理论上需要消耗25 % 的H2O2溶液_kg（用含a的代数式表示）。写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式_。【思路点拨】该题第（4）问涉及到关系式法解答题目。解答该题的思路为：第一步：审题，找出与解题有关的信息，如根据题意写出化学方程式，分析实验现象；第二步：根据题目所设问题，结合已知信息解答题目。应用关系式法解答该题第（4）问的思路为：第一步由Fe2+和H2O2发生氧化还原反应得失电子守恒或根据其反应的化学方程式写出有关二者计量数的关系式。第二步依据Fe2+和H2O2反应的关系式及题目提供的有关数据进行列式。第三步计算得出消耗H2O2溶液的质量。【试题解析】（1）废金属屑中Al、Al2O3能与NaOH溶液反应。（2）少量Fe2O3与硫酸反应转化为Fe3+，而废金属中主要成分含有Fe，能够将Fe3+还原为Fe2+。（3）步骤III中发生反应为：2Cu+O2+4H+2Cu2+2H2O。（4）根据得失电子守恒，可得关系式：2Fe2+ H2O22 1a molL-11 000 L x25%/34 gmol-1则消耗H2O2溶液的质量为xa mol/L1 000 L0.534 g/mol/25%68 000a g68a kg。根据题意，可以推断反应产物为Na2FeO4、NaCl、H2O，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。【试题答案】（1）2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2 Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O（2）2Fe3+Fe3Fe2+（或2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+或Fe+Fe2O3+6H+3Fe2+3H2O等）（3）2Cu+O2+4H+2Cu2+2H2O（4）68a 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH2Na2FeO4+3NaCl+5H2O1.3 极值法极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数，这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。具体应用 当题干缺少条件无法列方程组求解时，可先用极值法依据化学方程式求解得到答案的极值a值、b值，正确答案c值应位于a值、b值之间，即a值c值b值（或b值c值a值）。第一步：确定条件仔细审题，分析题意，确定是否可以应用极端假设法解答该题。第二步：确定两个值在题目给定的条件范围内取最大值和最小值。第三步：找出合理选项在第二步确定的最大值与最小值范围内界定合适的选项。注意：这种方法最适合解答某些涉及计算或字母计算的选择题。由Zn、Fe、Al、Mg四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的稀盐酸反应产生11.2 L（标准状况）氢气，则混合物中一定含有的金属是AZn BFeCAl DMg【试题解析】由于混合物中四种金属的含量不确定，故无法列方程式或方程组求解。假设全部为四种金属中的某一金属与足量的稀盐酸反应产生11.2 L（标准状况）氢气，可得所消耗的质量分别为m(Zn)=32.5 g、m(Fe)= 28 g、m(Mg)=12 g、m(Al)=9 g。其中只有Al的质量小于10 g。故混合物中一定含有Al。【试题答案】C